（魏德龄/文）在如今高速率与低时延在各种用例中已成为重要前提条件的时代，传统的冯·诺依曼架构由于大大依赖单一的CPU或GPU进行计算，已经无法解决日益严重的网络拥塞的问题。以数据为中心的新架构则解决了这一问题，通过让“数据在哪，计算就在那”，从而大大降低通信延时。英伟达的BlueField-3与DOCA软件开发包所构建出的DPU生态系统正在让更多业务受益于这种新架构，让数据中心成为新的计算单元。
数据中心成为新计算单元
以BlueField为代表的DPU的出现正是为以数据为中心的计算架构而生，它的存在实现了业务和基础设施操作的分离，大幅降低了长尾延时，而长尾延时正是影响业务性能的巨大瓶颈所在。
UCloud技术专家马彦青就对基于InfiniBand网络的DPU与以太网进行了举例对比，他表示：“试想一个研究生或博士在2-3年时间里，如果能用InfiniBand网络把计算量缩短一半或1/3，也就是意味着他们在读研和读博期间会有更多的论文产出量。而在石油勘探领域，如果把这种数据、计算和勘探模型的计算缩减一半以上，那意味着它整个油田的勘探也会缩短时间。”
英伟达在今年的GTC上正式发布了BlueField-3，相比上一代产品，它具有5倍加速计算能力、16个Arm A78 CPU核，和4倍的加解密速度。BlueField-3也是首款支持第五代PCIe总线并提供数据中心时间同步加速的DPU。
值得一提的是，BlueField-3也是业界首款速度达到400Gb/s的DPU，英伟达将会在BlueField-3上推出400Gb/s的Ethernet或InfiniBand接口。客户可以使用BlueField-3来实现400Gb/s的加解密速度（无论是用IPSec还是TLS），而以往使用CPU时，即便使用200G的网络，把CPU资源完全耗光，也只能跑到30-40Gb/s。
释放最大性能
无疑，BlueField-3充分实现了把合适的计算放在合适的地方，进而释放最大的性能。除了上文马彦青举例的在实际用例中可以缩短科研或勘探时间外，在安全、网络、存储、AI与HPC等业务场景上都能实现加速。
在安全业务上，BlueField-3可以实现从IP层，传输层以及到MAC层的400Gb/s全线速在线加解密，当使用RegEx和DPI做深度包检测时，速度可以达到50Gb/s。据NVIDIA网络事业部亚太区市场开发高级总监宋庆春透露，从BlueField-3以后，会对未来加密计算开始做铺垫，到BlueField-4以后可以真正实现加密计算。
在网络业务中，BlueField-3专门对RDMA、Connection Tracking、ASAP2等这些网络通信技术做了进一步加强，特别是对时间精度，可在数据中心和边缘之间做非常及时的时钟同步。
在存储业务中，BlueField-3可以实现以往不可能做到的事情，可以做到Block storage、File storage、object storage或者NVME storage的仿真，还可以对storage在数据落盘时加解密的操作进行硬件卸载，甚至是各种签名操作都可以分流到DPU上。
对于AI与HPC而言，BlueField-3可以执行通信框架，实现无阻塞通信，告别以往通信时不计算，计算时不通信的局限，实现通信与业务的分离，进而可让一些业务的性能提升30%-40%。
DPU生态系统兴起
除了能够释放全部性能的亮眼表现外，DPU生态系统目前也已经兴起，得到了操作系统厂商、应用厂商，以及云、安全、存储等各个领域厂商的广泛支持。
例如NVIDIA和VMWare共同开发的Monterey Project，该项目中，VMware把Hypervisor里的一些功能分流到DPU上，从而使Virtualization环境下Infrastructure的相关CPU工作实现由DPU所取代，实现了业务与Infrastructure操作的完全隔离。值得注意的是，这也是首次VMware把其源代码开放给合作伙伴，来共同开发基于VMware企业级的云解决方案，足见DPU的魅力所在。
VMware 云平台业务部营销副总裁 Lee Caswell在BlueField-3发布时曾表示： “我们共同的客户都在竞相利用AI赋能其企业应用。那些基于VMware Cloud Foundation的企业基础设施将得到最新发布的NVIDIA BlueField-3 DPU的认证，目的就是为用户提供一个新的思路来提高应用性能、为虚拟化环境和裸金属环境提供一致的操作模型，以及在确保业务性能的前提下提供一个全新零信任安全模型。”
专为助力BlueField合作生态系统而生的DOCA软件开发包，可以通过DOCA来实现软件定义网络、存储、安全，可在其中进行各种操作，开发人员可以通过DOCA和BlueField硬件关联起来，直接调用到硬件的加速引擎。
UCloud就通过DPU与DOCA简化了UCloud裸金属网络架构，解决了原VPC网关架构下服务器集群成本高、上联交换机与网关带宽瓶颈的问题。简化之后，VPC管理整体集成至DPU内部，在提高转发效率的同时，带宽性能也大大提高。
据悉，下一代BlueField-4还将会集成GPU，让更多AI模型也能跑在DPU上，针对GPU的编程接口也会整合到DOCA里，DPU生态系统无疑将近一步壮大，更多的创新案例也将不断涌现。
